Gli elettrodi nell EDM. G. Fantoni Università di Pisa

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1 Gli elettrodi nell EDM G. Fantoni Università di Pisa

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4 Erodibilità di diversi materiali metallici PURI T fus. -MRR Ma Ag, Cu anomali infatti erodibilità dipende anche da conducibilità termica, capacità termica, t eboll, densità C è chi chiama in causa anche R specifica ed il rapproto fra Tfusione e Tebollizione Secondo altri ricercatori sembra che il parametro dominante sia un mix dei precedenti: l energia di legame.

5 Metalli puri? Le leghe hanno comportamento anomalo, il variare degli elementi di lega rende inapplicabili i modelli di cui sopra, si deve ricorrere a esperimenti di caratterizzazione Leghe diverse danno luogo a prestazioni diverse soprattutto sull usura dell utensile

6 Usura utensile - pezzo Esiste una formula empirica collegata solo a T fusione dei materiali che è la seguente: r = W W pezzo utensile = T 2,25 T utensile pezzo 2,2 Tendenza ad usare elettrodi con alta T per usurare al minimo l utensile e arrivare ad elevati MRR Attenzione W, Mo e Ti si lavorano con difficoltà, ma si usano per fare microfori e W in lega con Cu

7 Vantaggi grafite vs rame Minor consumo elettrodo da 1/3 a 1/10 in meno Maggiore velocità di erosione Migliore lavorabilità alle macchine utensili: resistenza a taglio da 1/3 ad 1/6 Basso peso specifico Maggiore resistenza al calore: la grafite non fonde, sublima a circa 3600 C (Cu=1083 C) A pressione atmosferica resiste agli shock termici, non si deforma, resiste ad alte T e quindi alte correnti Dilatazione termica 1/3 acciaio, 1/6 rame Le grafiti sono anisotrope, ma quelle per elettroerosione vengono rese isotrope (1,06) grazie a miscelazione e compressione Facilmente incollabile (alette)

8 Usura nel caso di utensili in rame e grafite

9 Elettrodi in rame e grafite Elettrodi per impronte in EDM Incisione degli elettrodi in rame per la realizzazione di utensili e stampi. Profondità di incisione effettiva: 0,4 mm. Elettrodi per impronte in EDM Incisione degli elettrodi in grafite per la realizzazione di utensili e stampi. Profondità di incisione effettiva: 0,4 mm

10 Altri materiali per utensili Cu-W per lavorare metalli duri Cu + Tellurio o Cromo per aumentare la lavorabilità del rame ma peggiora l usura Per leghe di titanio (SMA o superelastiche) si usa l ottone (Cu-Zn) Rari i casi di elettrodi in Al e acciaio a causa di elevata usura sull utensile Per forature profonde si usano fili o tubi (calibrati) di W con diametri fino a 0,001mm. Cuprografiti (grafiti infiltrate di Cu).

11 Formatura Di che materiale? dell elettrodo mediante esplosione

12 Vantaggi e svantaggi Ipotizziamo di utilizzare gli elettrodi di cui sopra per l iniezione di materiale plastico. Ipotizziamo che il pezzo finito in plastica abbia spessore circa costante. Con 2 lamiere posso lavorare sia la matrice superiore che inferiore. Attenzione alle deformazioni termiche causate dal riscaldamento del fluido! Posso andare fuori dalle tolleranze richieste.

13 Elettrodi ottenuti per deposizione galvanica Difetti? Problemi?

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15 Altri vantaggi dell idroformatura Lamiere di rame fino a 3mm (talvolta sono necessari trattamenti termici intermedi) Fogli intermedi per ottenere utensili di sgrossatura e (senza fogli) per finitura

16 Elettrodo a perni

17 Elettrodo a perni

18 Lavorazione degli elettrodi in grafite

19 EDM drilling Foratura mediante EDM Fori con profondità fino a 400 volte il diametro Elettrodo cavo da 1mm V foratura: 10 mm/min su carburo di tungsteno 50 mm/min su rame 60 mm/min su acciaio inox 80 mm/min su alluminio

20 Impiego principe Foratura palette turbine per realizzare fori di raffreddamento d=0,05mm. Utensile filo di W. Aumentando il raffreddamento (Tesercizio-50 K) si aumenta la durata fino al doppio. Foro eroso ha grande superficie dovuta alla forma dei crateri migliore effetto raffreddante rispetto a fori ECM particolarmente lisci ma anche a drilling classico. La superficie ricoperta da crateri favorisce la generazione di moti turbolenti che contribuiscono allo scambio termico.

21 CACCIA ALL ERRORE

22 Microfori e sagome per filiera per l estrusione di fibre sintetiche (φ=0,1mm), l introduzione del filo si esegue dal centro. Tagli a spigolo e incavi eseguibili con l elettroerosiaone a filo (φ=0,20mm) e con elettroerosione a filo sottile (φ=0,03mm). Fili ad alta precisione (tolleranza su φ ±1,5 micron).